新興領(lǐng)域小規(guī)模的前瞻性研究達(dá)到一定成熟度以后，會(huì)出現(xiàn)若干有重大科學(xué)意義或應(yīng)用價(jià)值的目標(biāo)和方向,，需要大規(guī)模的投資和大批科學(xué)家參與方能完成,，即大科學(xué),。在生命科學(xué)領(lǐng)域，多個(gè)國(guó)家都在大力推進(jìn)“后基因組”,、“干細(xì)胞”,、“癌癥基因組”等大科學(xué)研究
“目前，生命科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)是從‘小路’走向‘大道’以至‘高速路’,，”,。近日，在中外著名科學(xué)家云集的“21世紀(jì)科學(xué)前沿與中國(guó)的機(jī)遇”高層論壇上,，中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所所長(zhǎng)饒子和教授對(duì)當(dāng)今生命科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行“點(diǎn)題”,，并分析了國(guó)外生命科學(xué)研究重要計(jì)劃的最新動(dòng)態(tài)。
這里所謂“小路”和“大道”,，置換成正式的書(shū)面語(yǔ)言就是“小科學(xué)”與“大科學(xué)”,。饒子和解釋說(shuō)，科學(xué)研究中所謂的“小科學(xué)”通常是指“以科學(xué)假設(shè)為驅(qū)動(dòng)力”,，以個(gè)別科學(xué)家及其領(lǐng)導(dǎo)的小組研究為主體的“自由探索”,；而“大科學(xué)”是指“以科學(xué)問(wèn)題為驅(qū)動(dòng)力”，發(fā)揮多學(xué)科交叉,、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),、組織團(tuán)隊(duì)進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)從而完成某一項(xiàng)科學(xué)計(jì)劃或科學(xué)工程。如我國(guó)早期的人工合成胰島素,、胰島素晶體結(jié)構(gòu)測(cè)定等都是具有一定特色的生命科學(xué)領(lǐng)域的“大科學(xué)”計(jì)劃成功的案例,。
饒子和指出,，大規(guī)模人類(lèi)基因組測(cè)序的順利完成，標(biāo)志著生命科學(xué)開(kāi)始由“小科學(xué)時(shí)代”邁入“大科學(xué)時(shí)代”,。更加確切地說(shuō),，是“大科學(xué)”與“小科學(xué)”結(jié)合、互補(bǔ)和并存的時(shí)代,。
人類(lèi)進(jìn)入21世紀(jì)至今,，由美國(guó)、英國(guó)和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家政府牽頭,，在生命科學(xué)領(lǐng)域?qū)嵤┝艘幌盗兄匾?ldquo;大科學(xué)”計(jì)劃,。
2003年美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（NIH）發(fā)布的“線路圖”，是當(dāng)代健康科學(xué)研究的一個(gè)重要“指針”,。它在三個(gè)主要領(lǐng)域確定了當(dāng)前的重大機(jī)遇：探索新途徑和新方法,、打造未來(lái)的研究團(tuán)隊(duì)、重新設(shè)計(jì)臨床研究事業(yè),。圍繞NIH線路圖的主題,，美國(guó)各大相關(guān)研究機(jī)構(gòu)相繼采取了一系列大動(dòng)作。
關(guān)鍵詞一：系統(tǒng)生物學(xué)2005年底,，美國(guó)能源部宣布,，自2002年開(kāi)始實(shí)施的后基因組計(jì)劃（“從基因組到生命”）下一階段的核心任務(wù)是要發(fā)展系統(tǒng)生物學(xué)——一門(mén)整合了大科學(xué)和傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)科學(xué)，并涉及生命科學(xué)和信息科學(xué)等的綜合學(xué)科,。2006年2月,，美國(guó)總統(tǒng)布什要求在2007年為這項(xiàng)計(jì)劃資助一億一千九百萬(wàn)美元。美國(guó)能源部表示,，這項(xiàng)計(jì)劃的潛在影響可能涉及新的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè),、納米材料和環(huán)境科學(xué)等方面，將對(duì)經(jīng)濟(jì),、社會(huì)和人類(lèi)本身產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的影響,。
關(guān)鍵詞二：干細(xì)胞作為基因研究的新領(lǐng)域，干細(xì)胞研究力求在未來(lái)能夠讓患者體內(nèi)的多種組織實(shí)現(xiàn)再生,，替代病變組織,。2004年11月美國(guó)加利福尼亞州批準(zhǔn)一項(xiàng)撥款30億美元進(jìn)行干細(xì)胞研究的71號(hào)提案,，計(jì)劃以發(fā)行債券的形式在10年內(nèi)每年拿出3個(gè)億支持干細(xì)胞研究,。盡管?chē)@該提案還有不少爭(zhēng)議，但支持者信心很足,，認(rèn)為干細(xì)胞研究不僅有可能幫助治愈病人,，而且對(duì)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)也會(huì)起到巨大的推動(dòng)作用。
關(guān)鍵詞三：癌癥基因組2005年NIH開(kāi)始了“人類(lèi)癌癥基因組計(jì)劃”的試驗(yàn)階段,，目標(biāo)是“總結(jié)癌細(xì)胞中所有的遺傳突變從而發(fā)現(xiàn)新的藥物靶點(diǎn)”,。該計(jì)劃耗資高達(dá)15億美元，為期10年，將資助能夠進(jìn)行腫瘤高通量分析的中心,，首先對(duì)2～3種腫瘤的5000～6000個(gè)基因重新測(cè)序,，然后在相關(guān)技術(shù)發(fā)展和生物信息學(xué)系統(tǒng)推進(jìn)等方面尋求突破。
關(guān)鍵詞四：結(jié)構(gòu)基因組人的身體需要數(shù)以億計(jì)蛋白質(zhì)分子的協(xié)調(diào)行動(dòng),，每一個(gè)蛋白質(zhì)分子都有一個(gè)獨(dú)特的三維結(jié)構(gòu),。假如一種蛋白質(zhì)的三維構(gòu)相發(fā)生了變化，就會(huì)對(duì)人的健康產(chǎn)生很大的影響,。2000年,，NIH發(fā)起與人類(lèi)基因組計(jì)劃規(guī)模相當(dāng)?shù)?ldquo;蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)啟動(dòng)計(jì)劃”，即“結(jié)構(gòu)基因組計(jì)劃”,，它的最終目標(biāo)是在10年內(nèi)獲得10000個(gè)蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu),。2005年7月，NIH宣布再注資3億美金,，以盡快解析一大批蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),，并集中力量研究如何攻克難度大又富有挑戰(zhàn)性的蛋白質(zhì)，包括那些藥物靶標(biāo)蛋白,。
除美國(guó)外,，英國(guó)、日本等國(guó)家也不甘落后,，紛紛斥巨資引領(lǐng)生物醫(yī)藥領(lǐng)域的大科學(xué)研究,。
英國(guó)研究理事會(huì)在2004年將“干細(xì)胞研究計(jì)劃”列為未來(lái)三年新啟動(dòng)研究計(jì)劃之首，僅2005～2006年就為干細(xì)胞研究注資7000萬(wàn)英鎊,。在后基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)研究方面,，英國(guó)政府預(yù)計(jì)資助總額在2.46億英鎊。此外,，英國(guó)政府還計(jì)劃在“腦科學(xué)”和“動(dòng)物傳染性疾病”兩方面加大研究力度,，以發(fā)展新的腦科學(xué)技術(shù)，開(kāi)發(fā)出針對(duì)動(dòng)物傳染病的疫苗等,。
日本政府于2002年底提出“生物產(chǎn)業(yè)立國(guó)”的口號(hào),。并決定從2004年起實(shí)施一項(xiàng)名為“基因組網(wǎng)絡(luò)研究”的新計(jì)劃，用以查明基因,、蛋白質(zhì)如何在體內(nèi)發(fā)生復(fù)雜的相互作用,，最終引發(fā)癌癥等疾病的整體過(guò)程，從而獲取大量與制藥相關(guān)的信息,。這項(xiàng)計(jì)劃持續(xù)5年,，當(dāng)年即投入30億日元。在蛋白質(zhì)功能研究方面,，日本文部科學(xué)省從2002年4月起實(shí)施了“后基因組研究”大型生命科研計(jì)劃,，目標(biāo)是5年內(nèi)解析與查明3000種與開(kāi)發(fā)新藥相關(guān)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能,，以彌補(bǔ)在人類(lèi)基因組研究中與歐美國(guó)家形成的差距。
在我國(guó),，以1993年國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)批準(zhǔn)重大項(xiàng)目“中華民族基因組若干位點(diǎn)基因結(jié)構(gòu)比較研究”立項(xiàng)為標(biāo)志,，新時(shí)期生命科學(xué)前沿領(lǐng)域大科學(xué)研究的帷幕徐徐拉開(kāi)。此后,，國(guó)家自然科學(xué)基金,、國(guó)家“863”、國(guó)家“973”等科學(xué)計(jì)劃相繼對(duì)基因組學(xué),、蛋白質(zhì)組學(xué),、結(jié)構(gòu)基因組學(xué)、納米科學(xué)等大科學(xué)研究計(jì)劃進(jìn)行了重點(diǎn)支持,，其中僅對(duì)蛋白質(zhì)組學(xué)研究的支持總計(jì)已經(jīng)近1億元人民幣,。今年2月頒布的《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》表明，我國(guó)對(duì)生命科學(xué)領(lǐng)域大科學(xué)研究的支持力度還將進(jìn)一步加大,。
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周光召院士談“大科學(xué)”與“小科學(xué)”
中國(guó)科協(xié)名譽(yù)主席的周光召院士曾在2004年底強(qiáng)調(diào),，具有明確國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo)的前沿科學(xué)研究，將對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生巨大推動(dòng)作用,。他說(shuō)：“基礎(chǔ)研究面對(duì)未知的領(lǐng)域,，如同作戰(zhàn)一樣，如果說(shuō)小科學(xué)項(xiàng)目是小的偵察部隊(duì),，大科學(xué)項(xiàng)目則是打攻堅(jiān)戰(zhàn)”,。周光召說(shuō)小的研究隊(duì)伍進(jìn)行探索性、前瞻性的研究,，強(qiáng)調(diào)自由探索,，小科學(xué)對(duì)新興的科學(xué)領(lǐng)域常常起到開(kāi)路的作用。但是,，當(dāng)一個(gè)科學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)達(dá)到一定的成熟度以后,，會(huì)出現(xiàn)若干有重大科學(xué)意義或應(yīng)用價(jià)值的目標(biāo)和方向，需要大規(guī)模的投資和大批科學(xué)家參與方能完成,。這時(shí),，客觀上就產(chǎn)生了組織大科學(xué)項(xiàng)目的需要。要在鼓勵(lì)基礎(chǔ)研究自由探索（小科學(xué)）的同時(shí),，強(qiáng)調(diào)與國(guó)家目標(biāo)的聯(lián)系,，增加對(duì)戰(zhàn)略性基礎(chǔ)研究（大科學(xué)）的投資。
